CN205412285U - 氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及蒸发器技术领域，尤其涉及氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统。通过PLC控制器、上位机、PLC控制器输入端分别连接第一液位传感器、第一温度传感器和第一压力传感器、第二液位传感器、第三液位传感器、第四液位传感器、第五液位传感器、第二压力传感器；PLC控制器输出端连接有七个变频器；所述PLC控制器输出端还连接有六个接触器；还包括开关电源，以及对设备和开关电源供电的电源。使氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统降低成本，自动化程度高且不易导致设备腐蚀。
Description
技术领域
本实用新型面对蒸发器设备技术领域，主要涉及氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统。
背景技术
污染型企业生产过程中产生的工业废水，通过蒸发设备将废水中大量的水分蒸发掉，残余的高浓度含盐废水再经过离心机脱水后达到固液分离，从而将废水中的化学物质去除，从而大幅减少污染型企业的废水排放；
废水中带有氯化钠的废水，由于带有氯化钠的废水具有较强的腐蚀性，因此在对带有氯化钠的废水在进行蒸发结晶过程中，设备材质与蒸发温度尤为重要；传统的蒸发需要人工大量的操作，劳动量很大，产量低，产品质量也难以保证，导致处理废水成本很大，企业很难承受。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种降低成本，自动化程度高且不易导致设备腐蚀的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统。
本实用新型的技术方案如下：
氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，包括采集数据的PLC控制器、处理PLC控制器采集的数据的上位机、以及接收PLC控制器控制命令的设备；所述设备包括进料泵、蒸馏水泵、积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、转料泵、强制循环泵、出料泵、母液泵、真空泵、蒸汽板换、降膜蒸发器、强制循环换热器、母液预热器、降膜分离器、结晶分离器、蒸馏水罐、稠厚器、母液罐、第一压缩机、第二压缩机和离心机；所述PLC控制器输入端分别连接有检测降膜蒸发器内液位的第一液位传感器、检测降膜蒸发器溶液里氯化钠浓度的第一温度传感器和第一压力传感器、检测结晶分离器内氯化钠晶体含量的第二液位传感器、检测蒸馏水罐液位的第三液位传感器、检测母液罐内液位的第四液位传感器、检测积液泵内液位的第五液位传感器、检测压缩机出口压力的第二压力传感器；所述PLC控制器输出端连接有分别连接第一压缩机、第二压缩机、强制循环泵、进料泵、蒸馏水泵、转料泵、母液泵的七个变频器；所述PLC控制器输出端还连接有分别连接积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、出料泵、真空泵、搅拌电机的六个接触器；所述PLC控制器与变频器之间、PLC控制器与接触器之间均连接有继电器；还包括对接触器、变频器和PLC控制器供电的开关电源，以及对设备和开关电源供电的电源。
所述开关电源输出端还连接有调试插座、PLC风扇、报警灯。通过设置调试插座方便现场调试，并给电脑供电；通过设置PLC风扇以便于排风给电柜冷却；通过设置报警灯，以便于在机器发生故障时，对操作员进行警示的作用。
所述电源输出端通过电流互感器连接有三相多功能表。通过设置三相多功能表，以计量系统电量消耗；由于电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用，因此采用电流互感器，可以有效保护三相多功能表。
所述进料泵、蒸馏水泵、积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、转料泵、强制循环泵、出料泵、母液泵、真空泵、第一压缩机、第二压缩机、搅拌电机与电源之间均连接有断路器45。通过设置断路器实现电路的通断，为电路提供可靠的断开点，对电气回路有一定的保护功能，在电气回路出现异常情况下通过热保护等电路保护元器件保护相关设备和电路。
所述PLC控制器输入端上连接有急停按钮。通过设置急停按钮，便于设备出现紧急情况下，迅速将压缩机、强制循环泵、进料泵、蒸馏水泵、母液泵、离心机、离心机油泵、出料泵、稠厚搅拌器停下，以避免更大的损失或人员伤亡。
所述PLC控制器输入端连接有检测蒸汽板换温度的第二温度传感器、检测结晶分离器内温度的第三温度传感器、检测母液预热器内温度的第四温度传感器；所述PLC控制器输出端还连接有第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀。通过设置第一调节阀，避免真空泵抽气过多或过少，从而使得整个系统的压力能够稳定，该第一调节阀通过第一压力传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第一调节阀的开启和关闭；通过设置第二调节阀，调节进料温度，从而达到系统的设计要求，该第二调节阀通过第二温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第二调节阀的开启和关闭；通过设置第三调节阀，以便于调节预热温度，该第三调节阀通过第三温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第三调节阀的开启和关闭；通过设置第四调节阀，用于调节母液回流液体的温度，该第四调节阀通过第四温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第四调节阀的开启和关闭。
本实用新型的有益效果是：通过第一液位传感器检测降膜蒸发器内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制第一、第二降膜循环泵的启停以及通过继电器控制变频器间接控制进料泵的启停以及通过控制变频器实时调节进料泵频率(即进料泵的工作速度)来同时控制出料量的大小；通过第一压力传感器、第一温度传感器检测降膜蒸发器溶液里氯化钠浓度的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制转料泵的启停；通过第二液位传感器检测结晶分离器内氯化钠晶体含量的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制出料泵的启停；通过第三液位传感器检测蒸馏水罐液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制变频器间接控制蒸馏水泵的启停以及通过控制变频器实时调节蒸馏水泵频率(即蒸馏水泵的工作速度)来控制出水量的大小来实现蒸馏水罐内的双重平衡，即进水量、出水量平衡；通过第四液位传感器检测母液罐内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制变频器间接控制母液泵的启停以及通过控制变频器实时调节母液泵频率实现母液罐内的双重平衡；通过第五液位传感器检测积液泵内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制积液泵的启停；通过第二压力传感器检测压缩机出口压力的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制真空泵的启停；通过上位机将强制循环泵的启动信息或停止信息传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制强制循环泵的启动或停止以及通过控制变频器实时调节强制循环泵频率(既强制循环泵的运行速度)；通过上位机将稠厚器的启动信息或停止信息传递给PLC控制器，再由PLC控制器控制搅拌电机的启停，间接控制稠厚器的启停(搅拌电机是稠厚器内的搅拌电机)；通过设置开关电源以给接触器、变频器和PLC控制器供电。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。
其中：图1为本实用新型示意框图；
图2为本实用新型电气原理示意图；
图3为本实用新型电气原理示意图；
图4为本实用新型电气原理示意图；
图5为本实用新型电气原理示意图；
图6为本实用新型电气原理示意图；
图7为本实用新型电气原理示意图；
图8为本实用新型电气原理示意图；
图9为本实用新型设备布置示意图；
图2末端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口接图3前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口，图3末端的R0端口、S0端口、T0端口、N接图4前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口，图4末端的R0端口、S0端口、T0端口、N接图5前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口，图5末端的R0端口、S0端口、T0端口、N接图6前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口，图6末端的R0端口、S0端口、T0端口、N接图7前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口，图7末端的R0端口、S0端口、T0端口、N接图8前端的R0端口、S0端口、T0端口、N端口；
附图中，1为PLC控制器，2为上位机，3为进料泵，4为蒸馏水泵，5为积液泵，6为第二降膜循环泵，7为第一降膜循环泵，8为转料泵，9为强制循环泵，10为出料泵，11为母液泵，12为真空泵，13为蒸汽板换，14为降膜蒸发器，15为强制循环换热器，16为母液预热器，17为降膜分离器，18为结晶分离器，19为蒸馏水罐，20为积液罐，21为稠厚器，22为母液罐，23为第一压缩机，24为第二压缩机，25为离心机，26为第二温度传感器，27为第一液位传感器，28为第三温度传感器，29为第一温度传感器，30为第一压力传感器，31为第二液位传感器，34为第三液位传感器，35为第四液位传感器，36为接触器，37为变频器，38为开关电源，39为电源，40为搅拌电机，41为调试插座，42为PLC风扇，43为报警器，44为三相多功能表，45为断路器，46为急停按钮，47为继电器，48为第五液位传感器，49为第二压力传感器，50为第四温度传感器，51为第一调节阀，52为第二调节阀，53为第三调节阀，54为第四调节阀，55为第一压缩机油泵，56为第二压缩机油泵，58为第一压缩机风扇，59为第二压缩机风扇。
具体实施方式
参见图1-图9所示，氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，包括PLC控制器1(可编程控制器)、对PLC控制器发出命令的上位机2、以及接收PLC控制命令的设备；所述设备包括进料泵3、蒸馏水泵4、积液泵5、第二降膜循环泵6、第一降膜循环泵7、转料泵8、强制循环泵9、出料泵10、母液泵11、真空泵12、蒸汽板换13、降膜蒸发器14、强制循环换热器15、母液预热器16、降膜分离器17、结晶分离器18、蒸馏水罐19、积液罐20、稠厚器21、母液罐22、第一压缩机23、第二压缩机24和离心机25；所述PLC控制器输入端分别连接有检测降膜蒸发器内液位的第一液位传感器27、检测降膜蒸发器溶液里氯化钠浓度的第一温度传感器29和第一压力传感器30、检测结晶分离器内氯化钠晶体含量的第二液位传感器31、检测蒸馏水罐液位的第三液位传感器34、检测母液罐内液位的第四液位传感器35、检测积液泵内液位的第五液位传感器48、检测压缩机出口压力的第二压力传感器49(压缩机的出口压力也就是降膜蒸发器的压力)；所述PLC控制器输出端连接有分别连接第一压缩机、第二压缩机、强制循环泵、进料泵、蒸馏水泵、转料泵、母液泵的七个变频器37；所述PLC控制器输出端还连接有分别连接积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、出料泵、真空泵、搅拌电机40(搅拌电机是稠厚器内的搅拌电机)的六个接触器36；所述PLC控制器与变频器之间、PLC控制器与接触器之间均连接有继电器47；还包括对接触器、变频器和PLC控制器供电的开关电源38，以及对设备和开关电源供电的电源39；所述蒸汽板换与进料泵之间还设置有蒸馏水板换，通过蒸馏水板换与蒸汽板换组成预热装置。
通过第一液位传感器检测降膜蒸发器内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制第一、第二降膜循环泵的启停以及通过继电器控制变频器间接控制进料泵的启停以及通过控制变频器实时调节进料泵频率(即进料泵的工作速度)来同时控制出料量的大小；通过第一压力传感器、第一温度传感器检测降膜蒸发器溶液里氯化钠浓度的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制转料泵的启停；通过第二液位传感器检测结晶分离器内氯化钠晶体含量的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制出料泵的启停；通过第三液位传感器检测蒸馏水罐液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制变频器间接控制蒸馏水泵的启停以及通过控制变频器实时调节蒸馏水泵频率(即蒸馏水泵的工作速度)来控制出水量的大小来实现蒸馏水罐内的双重平衡，即进水量、出水量平衡；通过第四液位传感器检测母液罐内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制变频器间接控制母液泵的启停以及通过控制变频器实时调节母液泵频率实现母液罐内的双重平衡；通过第五液位传感器检测积液泵内液位的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制积液泵的启停；通过第二压力传感器检测压缩机出口压力的实时数据，并将该数据信号传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制真空泵的启停；通过上位机将强制循环泵的启动信息或停止信息传递给PLC控制器，再由PLC控制器通过继电器控制强制循环泵的启动或停止以及通过控制变频器实时调节强制循环泵频率(既强制循环泵的运行速度)；通过上位机将稠厚器的启动信息或停止信息传递给PLC控制器，再由PLC控制器控制搅拌电机的启停，间接控制稠厚器的启停(搅拌电机是稠厚器内的搅拌电机)；通过上位机将离心机的启动信息或停止信息传递给PLC控制器(当稠厚器内含固量在40％-60％时，发出启动信号；当稠厚器内含固量较低时，发出停止信号)，再由PLC控制器控制离心机的启停；通过设置开关电源以给接触器、变频器和PLC控制器供电；并且可以通过设置总断路器控制设备供电；由于设置第一、第二降膜循环泵，以将降膜蒸发器底部的液体打到顶部，提供动力来源的；由于降膜蒸发器分为2效是因为这样做可以使结构紧凑，节省空间，由于降膜蒸发器分成2效所以需要使用2个降膜循环泵既第一、第二降膜循环泵，第一、第二降膜循环泵分别将液体打到各自的液体分部器去，这个样物料容易分部均匀；由于设置2个强制循环换热器，节省空间，增加蒸发面积；其中第一、第二压缩机流出的蒸汽主要用来给降膜蒸发器器，强制循环换热器加热；由于设置母液预热器，用来补充离心机脱液后的液体温度，提高热量；由于设置积液泵，以存放压缩机里边的蒸汽产生的冷凝水，并将其需要运走，防止压缩机的叶轮打到水，损坏压缩机；通过第一、第二压缩机与真空泵的作用可以使得强制循环换热器内氯化钠的温度在75°可以沸腾，以保护强制循环换热器，避免其被腐蚀。
下面说一下系统的工作过程：
从界区来的氯化钠储存在原料罐中，由进料泵打入蒸馏水板换和蒸汽板换，分别与蒸汽冷凝液和鲜蒸汽进行换热，温度升至82℃；
蒸发：预热后的原液进入降膜蒸发器一效的顶部，经过液体分布器后，在换热管内受热蒸发，气液混合物在降膜蒸发器的下管箱分离，气体进入降膜分离器，气体在降膜分离器内脱水后，从顶部进入压缩机系统；浓缩液下落至底部，由循环泵打回底部做循环，一效浓缩液溢流进入二效，在二效浓缩到设计浓度，再用转料泵输送至强制循环，做进一步浓缩；从降膜蒸发器二效过来的浓缩液与母液罐和结晶分离器底部抽出的循环液混合后，进入强制循环蒸发器(强制循环蒸发器指的是强制循环换热器与结晶分离器)与壳程的蒸汽进行换热，管程内液体在换热管内升温增压后，进入结晶分离器闪蒸；闪蒸后产生的二次蒸汽从结晶分离器顶部进入压缩机系统第一、第二压缩机)；没有蒸发掉的浓缩液下落在结晶分离器底部，因损失大部分液体，浓缩液到达过饱和状态，会有细晶生产；
出料：细晶在结晶分离器内下落，并不断聚集成长；含有细晶的浓缩液(10％)由出料泵送至稠厚器，经过稠厚器增稠后的晶浆去离心机离心过滤，稠厚器上层清液，通过溢流管溢流至母液罐；离心后的母液也返回至母液罐，由母液泵打回强制循环换热器，参与循环，离心得到的晶体打包送出界区。
蒸汽再压缩：从降膜分离器和结晶分离器过来的75℃的蒸汽，进入压缩机(第一、第二压缩机)，经过压缩机离心压缩后，二次蒸汽温度被提升到93℃，升温后的蒸汽，再次打入降膜蒸发器和强制循环换热器的壳程，高温蒸汽在壳程内遇冷放热，冷凝成冷凝液，流至蒸馏水罐，冷凝水用蒸馏水泵打入蒸馏水板换与原料换热后，送出界区。
优选的，所述开关电源输出端还连接有调试插座41、PLC风扇42、报警灯43。通过设置调试插座方便现场调试，并给电脑供电；通过设置PLC风扇以便于排风给电柜冷却；通过设置报警灯，以便于在机器发生故障时，对操作员进行警示的作用。
优选的，所述电源输出端通过电流互感器连接有三相多功能表44。通过设置三相多功能表，以计量系统电量消耗；由于电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用，因此采用电流互感器，可以有效保护三相多功能表。
优选的，所述进料泵、蒸馏水泵、积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、转料泵、强制循环泵、出料泵、母液泵、真空泵、第一压缩机、第二压缩机、搅拌电机与电源之间均连接有断路器45。通过设置断路器实现电路的通断，为电路提供可靠的断开点，对电气回路有一定的保护功能，在电气回路出现异常情况下通过热保护等电路保护元器件保护相关设备和电路。
优选的，所述PLC控制器输入端上连接有急停按钮46。通过设置急停按钮，便于使用者手动控制压缩机、强制循环泵、进料泵、蒸馏水泵、母液泵、离心机、离心机油泵、出料泵、稠厚搅拌器停止运行。
优选的，所述PLC控制器输入端连接有检测蒸汽板换温度的第二温度传感器26、检测结晶分离器内温度的第三温度传感器28、检测母液预热器内温度的第四温度传感器50；所述PLC控制器输出端还连接有第一调节阀51、第二调节阀52、第三调节阀53和第四调节阀54。通过设置第一调节阀，避免真空泵抽气过多或过少，从而使得整个系统的压力能够稳定，该第一调节阀通过第一压力传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第一调节阀的开启和关闭；通过设置第二调节阀，调节进料温度，从而达到系统的设计要求，该第二调节阀通过第二温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第二调节阀的开启和关闭；通过设置第三调节阀，以便于调节预热温度，该第三调节阀通过第三温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第三调节阀的开启和关闭；通过设置第四调节阀，用于调节母液回流液体的温度，该第四调节阀通过第四温度传感器传输压力信息给PLC控制器，再由PLC控制器控制第四调节阀的开启和关闭。
优选的，所述PLC控制器输出端还连接有第一压缩机风扇、第二压缩机风扇、第一压缩机油泵、第二压缩机油泵；所述PLC控制器与第一压缩机风扇、第二压缩机风扇、第一压缩机油泵、第二压缩机油泵、离心机油泵之间还连接有分别连接第一压缩机风扇、第二压缩机风扇、第一压缩机油泵、第二压缩机油泵的四个接触器和四个继电器，该继电器与接触器一一对应。当PLC控制器控制第一、第二压缩机启动的同时，PLC控制器通过继电器控制接触器间接控制第一、第二压缩机风扇，第一、第二压缩机油泵的启动，以实现第一、第二压缩机内零件的润滑作用。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，包括采集数据的PLC控制器、处理PLC控制器采集的数据的上位机、以及接收PLC控制器控制命令的设备；所述设备包括进料泵、蒸馏水泵、积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、转料泵、强制循环泵、出料泵、母液泵、真空泵、蒸汽板换、降膜蒸发器、强制循环换热器、母液预热器、降膜分离器、结晶分离器、蒸馏水罐、稠厚器、母液罐、第一压缩机、第二压缩机和离心机；所述PLC控制器输入端分别连接有检测降膜蒸发器内液位的第一液位传感器、检测降膜蒸发器溶液里氯化钠浓度的第一温度传感器和第一压力传感器、检测结晶分离器内氯化钠晶体含量的第二液位传感器、检测蒸馏水罐液位的第三液位传感器、检测母液罐内液位的第四液位传感器、检测积液泵内液位的第五液位传感器、检测压缩机出口压力的第二压力传感器；所述PLC控制器输出端连接有分别连接第一压缩机、第二压缩机、强制循环泵、进料泵、蒸馏水泵、转料泵、母液泵的七个变频器；所述PLC控制器输出端还连接有分别连接积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、出料泵、真空泵、搅拌电机的六个接触器；所述PLC控制器与变频器之间、PLC控制器与接触器之间均连接有继电器；还包括对接触器、变频器和PLC控制器供电的开关电源，以及对设备和开关电源供电的电源。
2.根据权利要求1所述的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，所述开关电源输出端还连接有调试插座、PLC风扇、报警灯。
3.根据权利要求1所述的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，所述电源通过电流互感器连接有三相多功能表。
4.根据权利要求1所述的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，所述进料泵、蒸馏水泵、积液泵、第二降膜循环泵、第一降膜循环泵、转料泵、强制循环泵、出料泵、母液泵、真空泵、第一压缩机、第二压缩机、搅拌电机与电源之间均连接有断路器45。
5.根据权利要求1所述的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，所述PLC控制器输入端上连接有急停按钮。
6.根据权利要求1所述的氯化钠废水的蒸发结晶设备控制系统，其特征在于，所述PLC控制器输入端连接有检测蒸汽板换温度的第二温度传感器、检测结晶分离器内温度的第三温度传感器、检测母液预热器内温度的第四温度传感器；所述PLC控制器输出端连接有第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀。
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